福建省三明市永安第三中学2023年物理高三上期末质量检测试题含解析

福建省三明市永安第三中学2023年物理高三上期末质量检测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧．二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好等于等高处平衡．已知，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为A．3:4 B．3:5 C．4:5 D．1:22、用传感器研究质量为2kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0~6s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（）A．0~2s内物体做匀加速直线运动B．0~2s内物体速度增加了4m/sC．2~4s内合外力冲量的大小为8NsD．4~6s内合外力对物体做正功3、如图所示，木块的上表面是水平的，将木块置于上，让、一起沿固定的光滑斜面向上做匀减速运动，在上滑的过程中（）A．对的弹力做负功 B．对的摩擦力为零C．对的摩擦力水平向左 D．和的总机械能减少4、如图所示，质量为m的木块A放在斜面体B上，对B施加一水平向左的推力F，使A、B保持相对静止向左做匀速直线运动，则B对A的作用力大小为(重力加速度为g)()A．mg B．mgsinθ C．mgcosθ D．05、一辆汽车在公路上匀速行驶的速度为，正常匀速行驶过程中发现前方处有一个特殊路况，驾驶员刹车减速，汽车停在该特殊路况前处。若该驾驶员的反应时间大约为，则汽车减速过程中加速度的大小约为（）A． B． C． D．6、下列关于物理学史、物理学研究方法的叙述中，正确的是（）A．库仑提出一种观点，认为在电荷周围存在着由它产生的电场B．伽利略通过观察发现了行星运动的规律C．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因D．卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力常量二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图甲所示，长为l、倾角为α的斜面固定在水平地面上，一质量为m的小物块从斜面顶端由静止释放并沿斜面向下滑动，已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ与下滑距离x的变化图像如图乙所示，则()A．μB．小物块下滑的加速度逐渐增大C．小物块下滑到斜面低端的过程中克服摩擦力做的功为1D．小物块下滑到低端时的速度大小为2gl8、下列说法正确的是。A．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动C．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均距离D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大E.热量一定由高温物体向低温物体传递9、如图所示，MN是一半圆形绝缘线，O点为圆心，P为绝缘线所在圆上一点，且OP垂直于MN，等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下圆弧上．下列说法中正确的()A．O点处和P点处的电场强度大小相等，方向相同B．O点处和P点处的电场强度大小不相等，方向相同C．将一正点电荷沿直线从O移动到P，电场力始终不做功D．将一正点电荷沿直线从O移动到P，电势能增加10、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动其图象如图所示已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，则以下说法正确的是A．汽车在前5s内的牵引力为B．汽车速度为时的加速度为C．汽车的额定功率为100

kWD．汽车的最大速度为80

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）张明同学在测定某种合金丝的电阻率时：(1)用螺旋测微器测得其直径为_____mm（如图甲所示）；(2)用20分度的游标卡尺测其长度为______cm（如图乙所示）；(3)用图丙所示的电路测得的电阻值将比真实值________(填“偏大”或“偏小”)．12．（12分）图甲是简易多用电表的电路原理图，图中E是电源，R1、R2、R3、R4、R5是定值电阻，R6是可变电阻，表头G的满偏电流为200μA。内阻为600Ω，其表盘如图乙所示。图甲中虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，分别为：直流电流1A挡和500μA挡，欧姆×1kΩ挡，直流电压2.5V挡和10V挡。(1)若用欧姆×1kΩ挡测二极管的反向电阻，则A端与二极管的_________（选填“正”或“负”）极相接触，测得的示数如图乙中a所示，则该二极管的反向电阻为_______kΩ。(2)某次测量时该多用电表指针位置如图乙中b所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表的示数为______________；若此时B端是与“4”相连的则多用电表的示数为______________。(3)根据题中所给的条件可得R1、R2的阻值之和为_____________Ω。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e，求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求∶a.金属环中感应电动势E感大小；b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块，最初细绳处于伸直状态（细绳足够长）。闭合电键S后，杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线，因而产生感应电动势E'，且E'同电路中的电流方向相反，称为反电动势，这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化，并求杆的最终速度vm；b.当电路中的电流为I时，请证明电源的电能转化为机械能的功率为。14．（16分）如图所示，第一象限内有沿x轴正向的匀强电场，第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以速度v0从P（-3L，0）沿与x轴负方向成37°角射入磁场，粒子从Q（0，4L）进入电场并直接从O点离开电场。不计空气阻力及粒子的重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求∶(1)磁感应强度B的大小；(2)电场强度E的大小。15．（12分）如图所示，在边长为L的正三角形OAB区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)和平行于AB边水平向左的匀强电场(图中未画出)。一带正电粒子以某一初速度从三角形区域内的O点射入三角形区域后恰好沿角平分线OC做匀速直线运动。若撤去该区域内的磁场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子恰好从A点射出；若撤去该区域内的电场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子将在该区域内做匀速圆周运动。粒子重力不计。求：(1)粒子做匀速圆周运动的半径r；(2)三角形区域内分别只有电场时和只有磁场时，粒子在该区域内运动的时间之比。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解析】

对a和b两个物体受力分析，受力分析图如下，因一根绳上的拉力相等，故拉力都为T；由力的平衡可知a物体的拉力，b物体的拉力，，则联立可解得，A正确．2、C【解析】

A．0~2s内物体的加速度变大，做变加速直线运动，故A错误；B．图像下面的面积表示速度的变化量，0~2s内物体速度增加了，故B错误；C．2~4s内合外力冲量的大小故C正确；D．由图可知，4~6s内速度变化量为零，即速度不变，由动能定理可知，合外力对物体做功为零，故D错误。故选C。3、C【解析】

A．由于对的弹力竖直向上，、又一起沿斜面向上运动，弹力方向与速度方向的夹角为锐角，所以弹力做正功，A错误；BC．、整体的加速度沿斜面向下，将该加速度分解后，水平方向的加速度分量向左，对于木块而言其在水平方向的加速度是由对的摩擦力提供的，所以对的摩擦力水平向左，B错误，C正确；D．斜面光滑，对于、整体而言，只有重力做负功，不改变整体的机械能，所以和的总机械能保持不变，D错误。故选C。4、A【解析】

A向左做匀速直线运动，则其所受合力为零，对A受力分析可知，B对A的作用力大小为mg，方向竖直向上，故A正确。故选A。5、C【解析】

在驾驶员的反应时间内汽车匀速运动，其位移为刹车阶段内匀减速运动，位移为又有，解得故选C。6、D【解析】

A．法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，故A错误；B．开普勒通过分析第谷观测的天文数据，发现了行星运动的规律，故B错误；C．伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持，故C错误；D．卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力常量，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BC【解析】

A、物块在斜面顶端静止释放能够下滑，则满足：mgsinα＞μ0mgcosα，即μ0＜tanα，故A错误.B、根据牛顿第二定律有：a=mgsinα-μmgcosαC、由图乙可知μ=-μ0lx+μ0，则摩擦力其中f0=μ0mgcosα，图线和横轴所围的面积表示克服摩擦力做的功，则下滑到斜面底端的过程克服摩擦力做功：WfD、下滑过程根据动能定理有：mglsinα-W故选BC.【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律、动能定理的综合应用，涉及到变力做功的问题，F-x图象所围的面积表示F所做的功.8、ACD【解析】

A．失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，故金属液体的气体气泡不能无限地膨胀，A正确；B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒随空气流动而形成的，并不是布朗运动，B错误；C．由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积，摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于每个气体分子占据的空间大小，由此可以估算出理想气体分子间的平均距离，C正确；D．由于分子之间的距离比较大时，分子之间的作用力为引力，而分子之间的距离比较小时，分子之间的作用力为斥力，所以分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，D正确；E．热量可以在一定的条件下从低温物体传递到高温物体，E错误。故选ACD。9、BC【解析】

分别画出正、负电荷产生的电场强度的方向如图，由图可知，O点与P点的合场强的方向都向下，同理可知，在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下。AB.由库仑定律可知：，O点到两处电荷的距离比较小，所以两处电荷在O点产生的场强都大于在P处产生的场强，而且在O点两处电荷的场强之间的夹角比较小，所以O点的合场强一定大于P点的合场强。故A错误，B正确；CD.由于在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下，将一正试探电荷沿直线从O运动到P电场力始终与运动的方向垂直，不做功，电势能不变。故C正确，D错误。10、AC【解析】由速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小a=m/s2＝4m/s2，根据牛顿第二定律得，F-f=ma，解得牵引力F=f+ma=1000+4000N=5000N，故A正确．汽车的额定功率P=Fv=5000×20W=100000W=100kW，汽车在25m/s时的牵引力F′＝N＝4000N，根据牛顿第二定律得，加速度，故B错误，C正确．当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度，故D错误．故选AC．点睛：本题考查了汽车恒定加速度启动的问题，理清整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道牵引力等于阻力时，汽车的速度最大．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、3.202-3.2055.015偏小【解析】

（1）解决本题的关键明确：螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．（2）游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．（3）由电路图，根据电表内阻的影响确定误差情况．【详解】（1）螺旋测微器的固定刻度为3.0mm，可动刻度为20.5×0.01mm=0.205mm，所以最终读数为3.0mm+0.205mm=3.205mm．

（2）20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为50mm，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3×0.05mm=0.15mm，所以最终读数为：50mm+0.15mm=50.15mm=5.015cm．（3）由欧姆定律得，电阻阻值R=U/I，由于电压表的分流作用使电流测量值偏大，则电阻测量值偏小．【点睛】考查螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；游标卡尺不需要估读、螺旋测微器需要估读．掌握由欧姆定律分析电路的误差的方法．12、负7.00.30A0.75V400【解析】

(1)[1][2]若测二极管的反向电阻，则电流从二极管的负极流入；又欧姆表的电流从A端流出，故A端与二极管的负极相接触；根据刻度盘，得出示数为7.0，又选用了×1kΩ挡，故二极管的反向电阻为7.0kΩ。

(2)[3]若此时B端是与“1”相连的，则此时是大量程电流表，为直流1A档，故此时每小格表示0.02A，读数为0.30A；

[4]若此时B端是与“4”相连的，则此时为小量程的电压表，为直流电压2.5V档，故此时每小格表示0.05V，读数为0.75V。(3)[5]由电路特点，由题意知（500-200）×10-6×（R1+R2）=200×10-6×600整理得R1+R2=400Ω四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)；(2)a.；b.(3)a.；b.见解析【解析】

(1)金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1=evB，棒方向的分力f1做的功W1=f1L得W1=evBL(2)a.金属环中感应电动势E感=I(R0+R)b.金属环中电子从a沿环运动b的过程中，感生电场力F做的功WF=F•2πr由电动势的定义式得(3)a.杆ab在加速的过程中，杆切割磁感线的速度v增大，杆切割磁感线产生的感应电动势